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https://tede.unioeste.br/handle/tede/7867
Tipo do documento: | Tese |
Title: | Inovações tecnológicas para a industrialização distribuída e centralizada de resíduos orgânicos - Projeto DAI-CNPQ |
Other Titles: | Technological innovations for distributed and centralized industrialization of organic waste - DAI-CNPQ Project |
Autor: | Mendoza, Andy Avimael Saavedra ![]() |
Primeiro orientador: | Morejon, Camilo Freddy Mendoza |
Primeiro membro da banca: | Klen, Marcia Regina Fagundes |
Segundo membro da banca: | Palácio, Soraya Moreno |
Terceiro membro da banca: | Almeida, Robson Luciano de |
Quarto membro da banca: | Santos Junior, Elias Lira dos |
Resumo: | Os resíduos orgânicos provenientes de diversas fontes frequentemente constituem a maior fração da composição total dos resíduos e ao mesmo tempo apresentam um potencial significativo de contaminação. Essa característica é amplamente observada devido às propriedades intrínsecas desses resíduos, que propiciam a proliferação de agentes contaminantes. Portanto, é crucial considerar medidas adequadas de gerenciamento e tratamento para minimizar os riscos associados a esses resíduos. Embora existam várias tecnologias para o tratamento desses resíduos como a biodigestão anaeróbica, compostagem, vermicompostagem, desidratação e a incineração, a maioria delas apresenta baixo potencial de agregação de valor, restrições na aplicação na escala artesanal e gargalos tecnológicos. Esses fatores dificultam a exploração plena do grande potencial de aproveitamento dos resíduos. Nesse contexto, para dois cenários de processamento (distribuído e centralizado), o objetivo geral deste trabalho foi desenvolver processos com tecnologias inovadoras que possibilitem o aproveitamento dos resíduos orgânicos em escala industrial, embarcando conhecimentos que propiciem a obtenção de produtos inovadores com elevado valor agregado. Para essa finalidade, a metodologia contemplou a realização de 5 etapas: 1) caracterização da fonte geradora de resíduos orgânicos; 2) prospecção dos métodos, processos e tecnologias de processamento de resíduos orgânicos; 3) desenvolvimento e proposição dos processos e das tecnologias alternativas para a industrialização diferenciada dos resíduos orgânicos; 4) a avaliação dos requisitos de proteção intelectual; e 5) a análise e sistematização dos resultados. Os principais resultados compreendem: o diagnóstico do cenário atual com explicitação do potencial segregado de geração de resíduos orgânicos da área urbana (ROU) e rural (ROR) (Ex. ROU no Brasil é de 116.058,54 t.dia-1, no Paraná 6.273,24 t.dia-1, Toledo 77,69 t.dia-1); as alternativas de processamento de resíduos orgânicos, numa escala industrial, com base do processamento distribuído (aplicado em um município com 35.321 residências) e centralizado (num complexo industrial com capacidade de 189,49 t.dia-1); três processos, com características inovadoras, o primeiro para o processamento distribuído de resíduos orgânicos (com a obtenção de 5 produtos de valor agregado), o segundo para o processamento centralizado de resíduos orgânicos (com a obtenção de 25 produtos com elevado valor agregado) e o terceiro para a obtenção do líquido celomático e carcaças a partir das minhocas (processo principal de transformação); tecnologias, com características inovadoras, baseadas no estudo das condições operacionais dos processos de transformação dos resíduos orgânicos (RO) constituídas por um minhocário modular helicoidal e tecnologias de sistemas supervisórios de controle e aquisição de dados (SCADA) para realizar o monitoramento, controle e processamento dos dados para os processos de industrialização de RO; e a produção intelectual em forma de artigos, patentes, programas de computador, sistemas SCADA e desenhos industriais. A consequência disso será a viabilização de 100% de aproveitamento dos resíduos orgânicos, neste caso por meio do aproveitamento dos resíduos orgânicos segregados na fonte. Desta forma, apresenta-se os elementos técnicos para propiciar a industrialização dos resíduos orgânicos em sintonia com os 17 Objetivos do Desenvolvimento Sustentável. |
Abstract: | Organic waste from various sources often constitutes the largest fraction of the total waste composition and at the same time presents a significant potential for contamination. This characteristic is widely observed due to the intrinsic properties of these residues, which favor the proliferation of contaminating agents. It is therefore crucial to consider appropriate management and treatment measures to minimize the risks associated with these wastes. Although there are several technologies for the treatment of these residues, such as anaerobic digestion, composting, vermicomposting, dehydration and incineration, most of them have low potential for adding value, restrictions in the application on an artisanal scale and technological bottlenecks. These factors make it difficult to take full advantage of the great potential for using waste. In this context, for two processing scenarios (distributed and centralized), the general objective of this work was to develop processes with innovative technologies that allow the use of organic waste on an industrial scale, incorporating knowledge that facilitates the obtaining of innovative products with high added value. To this end, the methodology included carrying out 5 stages: 1) characterization of the source generating organic waste; 2) exploration of methods, processes and technologies for treating organic waste; 3) development and proposition of alternative processes and technologies for the differentiated industrialization of organic waste; 4) the assessment of intellectual protection requirements; and 5) the analysis and systematization of the results. The main results comprise: the diagnosis of the current scenario with an explanation of the segregated potential for organic waste generation in urban (ROU) and rural (ROR) areas (Ex. ROU in Brazil is 116,058.54 t.day-1, in Paraná 6,273 .24 t.day-1, Toledo 77.69 t.day-1); alternatives for the treatment of organic waste, on an industrial scale, based on distributed processing (applied in a municipality with 35,321 households) and centralized processing (in an industrial complex with a capacity of 189.49 t.day-1); three processes, with innovative characteristics, the first for the distributed treatment of organic waste (obtaining 5 products with added value), the second for the centralized treatment of organic waste (obtaining 25 products with high added value) and the third for obtaining liquid coelomic and worm carcasses (main transformation process); technologies, with innovative characteristics, based on the study of the operational conditions of the processes of transformation of organic residues (OR) constituted by a helical modular earthworm and technologies of supervisory control and data acquisition (SCADA) to carry out the monitoring, control and processing of data for RO industrialization processes; and intellectual production in the form of articles, patents, computer programs, SCADA systems and industrial designs. The consequence of this will be the viability of 100% use of organic waste, in this case through the use of organic waste segregated at source. In this way, the technical elements are presented to promote the industrialization of organic waste in line with the 17 Sustainable Development Goals. |
Keywords: | Resíduos orgânicos Industrialização Biodigestão Vermicompostagem Inovação Organic waste Industrialization Biodigestion Vermicomposting Innovation |
CNPq areas: | ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Publisher: | Universidade Estadual do Oeste do Paraná |
Sigla da instituição: | UNIOESTE |
Departamento: | Centro de Engenharias e Ciências Exatas |
Program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
Campun: | Toledo |
Citation: | MENDOZA, Andy Avimael Saavedra. Inovações tecnológicas para a industrialização distribuída e centralizada de resíduos orgânicos - Projeto DAI-CNPQ. 2023. 252 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Toledo, 2023. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
Endereço da licença: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
URI: | https://tede.unioeste.br/handle/tede/7867 |
Issue Date: | 12-May-2023 |
Appears in Collections: | Doutorado em Engenharia Química (TOL) |
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